Quartus II与ModelSim仿真教程：功能仿真与后仿真解析

"Quartus II 与 ModelSim 功能仿真与后仿真是 FPGA 开发中的重要步骤，本文提供了一种使用 Quartus II 5.0sp1 和 ModelSim SE 6.1b 进行 Verilog HDL 设计的教程。通过一个简单的时钟分频器例子，作者 YangYH 解释了如何在 Quartus II 中输入程序，生成网表和标准延时文件，并在 ModelSim 中进行功能仿真和后仿真。" Quartus II 是 Altera 公司的 FPGA 设计软件，它提供了一个综合的工作环境，用于开发、编译、仿真和下载 FPGA 应用。ModelSim 是 Mentor Graphics 公司的仿真器，支持多种硬件描述语言（如 VHDL 和 Verilog），用于验证设计的正确性。 在 Quartus II 中，用户首先需要创建一个新的工程，并设置好目标芯片（本例中为 MAXII 的 EMP570T100I5）。接着，将 Verilog 源代码（如 `modulesim` 和 `testsim` 模块）导入到工程中。`modulesim` 模块是一个简单的时钟分频器，它接收一个输入时钟 `clk_in` 并生成两个不同频率的输出时钟 `clk_o1` 和 `clk_o2`。`testsim` 模块是测试平台，用于驱动输入信号并观察输出。 编译完成后，Quartus II 会生成网表文件（`.vho` 或 `.ngc` 文件），这是 FPGA 布局布线的结果，包含了逻辑门的连接信息。此外，还会生成标准延时文件（`.sdf`），该文件提供了门级延迟信息，这对于后仿真非常重要，因为它可以更准确地模拟实际 FPGA 上的延迟。 为了在 ModelSim 中进行功能仿真，需要将 Quartus II 生成的这些文件导入到 ModelSim 工程中。功能仿真（或前仿真）是在逻辑门级进行的，只关注设计的功能是否正确，而不考虑实际的物理实现。在 ModelSim 中运行测试程序，可以观察波形，验证时钟分频器的行为是否符合预期。 后仿真（Post-Synthesis Simulation）则是在综合后的网表基础上进行的，结合了 Quartus II 提供的延时信息，可以更真实地反映设计在目标 FPGA 上的表现。后仿真通常用于检查时序约束是否满足，以及性能预测。 在本教程中，作者提醒读者在实例化模块时使用名称关联，因为位置关联在某些情况下可能导致后仿真出现问题。这可能是因为 ModelSim 对语法有特定的要求，而名称关联可以更明确地指定输入和输出信号。 Quartus II 与 ModelSim 的配合使用是 FPGA 设计流程的关键环节，通过功能仿真和后仿真，工程师能够确保设计在硬件实现前的正确性和性能预期。这个过程对于 FPGA 开发者来说至关重要，确保了最终产品的质量和可靠性。